山區(qū)鐵路滑坡的成因分析及治理研究

潘亞婧

【摘 要】滑坡是山區(qū)鐵路建設中常見的地質災害，不僅給鐵路工程施工造成極大不便，還容易在以后的線路運營過程中產生諸多安全隱患。本文簡要地分析了山區(qū)鐵路建設中滑坡形成的原因及誘發(fā)因素，介紹了滑坡的分類及特征，闡述了滑坡對鐵路行車安全的影響，根據(jù)滑坡形成因素提出常見的治理方案，并指出了各方案的使用條件，以此來更好地解決山區(qū)鐵路工程建設中滑坡的防治問題。

【關鍵詞】滑坡；山區(qū)鐵路；治理方案；安全隱患

1 引言

山區(qū)鐵路工程建設的橋梁隧道較多，高切邊坡也眾多，其地質結構、地層、地形地貌等復雜多變，線路地質勘察由于受專業(yè)、認識等因素影響，其邊坡施工設計措施在某些重要地段或工點針對性不強。在山區(qū)鐵路工程建設中僅根據(jù)鐵路路基設計規(guī)范考慮巖石種類、風化程度、邊坡高度等因素設計邊坡，容易在加固防護措施方面考慮不周，導致在施工中出現(xiàn)一系列的邊坡穩(wěn)定性問題，尤其是邊坡滑塌，更是施工中經常遇到的問題，給山區(qū)鐵路工程建設造成了極大的危害。建國初期，由于對地質不良地區(qū)滑坡的危害性認識不足，防治措施相對簡單，未能詳細勘察工程地質情況并結合工程地質選線來擬定有效措施，以致新建線路路基病害較多，尤以滑坡為甚，在線路運營后陸續(xù)出現(xiàn)滑坡病害。因此，認識滑坡的形成并采取合理的手段進行治理顯得尤為重要[1]。

2 滑坡發(fā)育的地質環(huán)境條件及誘發(fā)因素

2.1 滑坡發(fā)育的地質環(huán)境條件

2.1.1 地層巖性

地層巖性條件是決定滑坡發(fā)育的物質基礎。結構松散，抗剪強度和抗風化能力低，在水作用下容易發(fā)生變化的松散覆蓋層、黃土、粘土、頁巖、千枚巖等均是易于產生滑坡的地層。滑床巖體多為含有泥巖、頁巖、泥灰?guī)r、片巖、千枚巖及凝灰?guī)r等軟弱巖層[2]。

2.1.2 地質構造及巖土結構

地質構造控制區(qū)內的地貌格局，構造復雜地區(qū)亦為滑坡高易發(fā)區(qū)。斷裂、褶皺等地質構造，控制著滑動面的空間產狀和基本界限，特別是對巖質斜坡穩(wěn)定性的影響十分明顯。一般說來，水平巖層的斜坡穩(wěn)定性較好，但如存在陡傾的節(jié)理時，則易形成崩塌和剝落。當巖層傾向與斜坡同向時，斜坡的穩(wěn)定性較差，易產生順層滑坡；當兩者傾向相反時，形成反向傾斜巖層，斜坡通常較穩(wěn)定。但如果垂直節(jié)理和沿片理方向發(fā)育的節(jié)理發(fā)育，且順山坡傾斜，則易產生傾斜滑坡。

2.1.3 地形地貌

適宜的坡度和高差是產生滑坡的基本條件。形成滑坡的最優(yōu)斜坡坡角為30o～40o，坡腳大于50o的斜坡雖然發(fā)生滑動的可能性比較大，但發(fā)生的多為滑崩。地形相對高差較大、山體坡角在20o～50o之間、上下陡而中間緩的坡形是易產生山體滑坡的優(yōu)勢地形，故大部分滑坡都發(fā)育在高程為400～8O0m、坡度為20o～50o的斜坡上。

2.1.4 地下水的作用

地下水容易使巖土軟化，進而降低巖土的抗剪和粘結強度，產生動水壓力和孔隙水壓力，潛蝕巖土，增大巖土容重，對透水巖石產生浮托力等，有利于滑坡的形成。

2.2 滑坡誘發(fā)因素

產生滑坡通常有以下幾點誘發(fā)因素。

2.2.1 大氣降水

降雨是一個比地質環(huán)境條件更為活躍的誘發(fā)因素，往往是斜坡失穩(wěn)的決定性因素。另外，各種水體滲漏等作用在山體斜坡上，也會導致滑坡的產生。

2.2.2 溝谷、河流等水流的沖刷

溝谷、河流等水流沖刷岸坡、掏蝕坡腳、削弱支撐力，造成岸邊斜坡體失穩(wěn)而產生滑動，形成滑坡。

2.2.3 人為工程活動破壞坡體平衡

鐵路滑坡災害的發(fā)育大多與人為工程活動有著密切的關系。

①開挖坡腳。由于修建鐵路產生的斜坡削方挖土，將原本不存在斜坡的山體或平臺在人工開挖后形成了較陡峻的斜坡，從而為滑坡的產生創(chuàng)造了條件。

②地下采掘活動引起地表坡體失穩(wěn)。地下大規(guī)模的采空區(qū)及坑道密布，會造成山坡坡角增大和引起頂板巖層的變形，進而引發(fā)滑坡。

③爆破、重型運輸?shù)纫l(fā)的動力振動促使山坡失穩(wěn)，形成滑坡。

3 滑坡的分類及特征

3.1 滑坡的分類

滑坡是指在一定的地形地質條件下，由于各種自然的和人為的因素影響，山坡的不穩(wěn)定土（巖）體在重力作用下，沿著一定軟弱面或帶作整體的、緩慢的、間歇性的滑動變形現(xiàn)象。

3.1.1 按滑坡物質組成分類

滑坡按照滑坡物質組成可分為：粘性土滑坡、黃土滑坡、堆積層滑坡、基巖滑坡等。

3.1.2 按滑動形式分類

滑坡按照滑動部分先后順序可分為：牽引式滑坡和推動式滑坡。

3.1.3 按滑動面與斜坡巖層層面關系分類

滑坡按照滑動面與斜坡巖層層面關系可分為：均質滑坡、順層滑坡和切層滑坡等[3]。

3.2 滑坡的特征

滑坡的發(fā)生發(fā)展表現(xiàn)出一定的形狀特性和變形特性。

3.2.1 滑坡形狀特征

鐵路沿線滑坡地質災害多沿人工開挖坡面呈條、帶狀分布，受開挖的深度和高度控制。一般斜坡開挖高度越高，為滑坡提供的有效臨空面就越大?；碌幕瑒用娑喑驶⌒?，由雨水軟化的裂隙面發(fā)展而成，傾角比較大、垂直高差小、縱向寬度大。

3.2.2 滑坡變形特征

受斜坡的形狀所限，鐵路沿線滑坡一般沒有明顯的滑坡舌，其蠕動至擠壓階段的變形不易被察覺，前緣斜坡無崩塌現(xiàn)象發(fā)生。當滑坡體開始滑動時，滑坡周界鐵路斜坡處有明顯的剪切裂縫，前緣斜坡碎石土大量坍塌，堆積于坡腳，掩埋鐵路。

4 滑坡治理的常見方法

根據(jù)滑坡地質災害的類型及特點，在鐵路工程建設中滑坡的防治措施在選用時一定要結合滑坡的類型、規(guī)模、地形地貌等具體工程條件，有針對性的實施。根據(jù)防治的目的不同，其主要采用的方法有以下三種。

4.1 清除或減少滑坡形成的因素

對小型淺層滑坡可全部或部分挖除；修建截水溝、排水溝、疏通自然溝等以排出地表水；修建盲溝、滲溝、垂直鉆孔群、水平鉆孔群等以排除地下水；修建防沖擋水墻、砌石護坡、拋石護坡等工程防止水的沖刷；削坡、護坡、整平、修梯級臺階、填實裂縫等進行邊坡面的整理。

4.2 改變坡體內部力學平衡

清方減重和坡腳反壓是最簡單有效的一種方法。當坡體后緣周界為穩(wěn)定巖體時，在滑坡頂部清方減壓，不會破壞斜坡上部及左右的平衡，還能利用清方土體反壓滑坡前緣，特別適用于推動式滑坡或由錯落轉化的滑坡。

4.3 直接阻止滑坡的發(fā)育

直接阻止滑坡的發(fā)育通常采用設置各種抗滑工程的方法，如抗滑片石垛、抗滑擋墻、抗滑墩、預應力錨固、預應力錨固抗滑擋墻、抗滑樁、預應力錨固抗滑樁、鋼架抗滑樁、攔砂壩工程等。近年來，抗滑樁在鐵路滑坡治理中被廣泛采用，多是人工挖孔灌注樁，在滑坡上布設兩到三排，適用于淺層處于蠕動擠壓階段的滑坡。

其原理是通過把斜坡上被軟弱結構面切割的巖層組成一個穩(wěn)定的結合體，并利用巖體與錨桿密貼所產生的摩阻抗力來阻止巖塊向下滑動。在設計時要考慮雨水入滲的不利影響、錨桿銹蝕、巖體抗力松弛等問題，一般只適用于淺部巖層滑坡。當滑坡體巖性為破碎巖或滑體表層風化帶較厚時，不易采用。

實踐表明，經過以上三種方法進行治理后的滑坡體比較穩(wěn)定，基本排除了存在的安全隱患，能夠保證鐵路工程施工的順利實施及線路的行車安全。

5 結語

滑坡是山區(qū)常見的地質災害之一，其破壞作用在鐵路建設中主要體現(xiàn)為破壞鐵路線路及沿線橋梁、隧洞，威脅行車安全，造成人員傷亡，影響資源開發(fā)，阻礙山區(qū)經濟發(fā)展等。為了保證鐵路工程施工及線路運營的安全，需要對滑坡體進行充分認識，結合理論知識和工程實際經驗采取合理的治理方案，為我國山區(qū)鐵路建設的快速發(fā)展提供安全保障。

參考文獻：

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